【摘 要】
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社会经济的快速发展带来了对石油资源不断增加的需求,而陆地石油资源的保有量又在不断萎缩,人类对石油资源的开发正在逐步由近海转向深海。在各类深海平台中,半潜式平台因其初始投资小、优良的水动力性能、甲板面积大等优势,成为深海油气开发中的重要装备之一。因此,研究半潜式平台及其系泊与立管水动力性能对深海油气资源开发有着重要的意义。本文以一座半潜式生产平台为研究对象,通过势流数值计算和模型试验分析其水动力性能
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社会经济的快速发展带来了对石油资源不断增加的需求,而陆地石油资源的保有量又在不断萎缩,人类对石油资源的开发正在逐步由近海转向深海。在各类深海平台中,半潜式平台因其初始投资小、优良的水动力性能、甲板面积大等优势,成为深海油气开发中的重要装备之一。因此,研究半潜式平台及其系泊与立管水动力性能对深海油气资源开发有着重要的意义。本文以一座半潜式生产平台为研究对象,通过势流数值计算和模型试验分析其水动力性能以及其在南海海域2300m水深系泊定位方案。考虑在常规直立柱结构的基础上,在立柱沿平台纵向方向上增加附体,并通过模型试验与数值模拟研究立柱附体对平台水动力性能的影响;保持立柱附体水线面面积不变,研究分析立柱附体截面形状的影响。研究表明,半潜式生产平台方案及其系泊和立管系统水动力性能优良,适应南海海况,满足设计要求。RAO数值计算结果与规则波试验和白噪声试验结果都能很好的吻合,验证了计算模型和方法的正确性;基于静力相似所设计的截断系泊系统具有足够高的准确性用于模拟该半潜式平台的全水深系泊系统;在设计作业和生存海况下,平台六自由度运动响应幅值、最大水平漂移距离水深比以及最大受力系泊缆安全因子均满足要求。增加立柱附体是改善半潜式平台性能的常用措施之一。为研究立柱纵向增加附体以及改变附体形状对半潜式平台水动力性能的影响,通过数值计算和模型试验,分析立柱附体对平台运动固有周期和阻尼、平均波浪力、运动RAO以及不规则波作用下运动响应等的影响规律。结果表明:纵向立柱附体可以减小平台纵向平均波浪力以及平台的纵摇运动RAO,可显著改善平台在极端海况下的垂向运动响应;立柱附体的截面形状变化则几乎没有影响。
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